Java中ArrayList与LinkedList的区别是什么？
ArrayList 是基于 动态数组 的，它查找数据的速度很快，但 插入 和 删除 数据时会比较慢；而 LinkedList 是基于 双向链表 的，插入和删除数据时速度比较快，但查找数据时比较慢。两者各有优缺点，我们需要根据实际情况来选择合适的方式。
📚 知识内容
🧩 1. ArrayList 的核心特点
🌳 底层实现
数据结构：ArrayList 的底层基于 动态数组。
扩容机制：
初始容量为 10，当插入的数据超过当前容量时，扩容为原容量的 1.5 倍。
扩容时会创建一个新数组，并将旧数组的数据拷贝到新数组中。
💡 优缺点
优点：
查询速度快：因为数组支持随机访问，时间复杂度为 O(1)。
内存利用率高：数组是连续存储的，内存分配效率高。
缺点：
插入和删除效率低：在中间插入或删除数据时，需要移动大量数据，时间复杂度为 O(n)。
扩容开销大：扩容时需要重新分配内存并复制数据，性能损耗较高。
🛠️ 代码示例：常见操作
import java.util.ArrayList;
public class ArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
ArrayList
// 添加元素
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
System.out.println("初始列表: " + list); // 输出: [Java, Python, C++]
// 随机访问
System.out.println("第一个元素: " + list.get(0)); // 输出: Java
// 在索引位置插入
list.add(1, "Go");
System.out.println("插入后列表: " + list); // 输出: [Java, Go, Python, C++]
// 删除元素
list.remove("Python");
System.out.println("删除后列表: " + list); // 输出: [Java, Go, C++]
}
}
🌳 2. LinkedList 的核心特点
🌿 底层实现
数据结构：LinkedList 是基于 双向链表 实现的。每个节点包含三个部分：
prev：指向前一个节点。
data：存储数据。
next：指向后一个节点。
插入和删除操作只需要调整节点指针，而无需像 ArrayList 一样移动数据。
💡 优缺点
优点：
插入和删除效率高：时间复杂度为 O(1)，特别是在头部或尾部插入和删除时。
无需扩容：链表是动态扩展的，存储容量不受限制。
缺点：
查询速度慢：由于无法随机访问，需要从头开始遍历，时间复杂度为 O(n)。
内存开销高：每个节点都需要额外存储两个指针，占用更多内存。
🛠️ 代码示例：常见操作
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListExample {
public static void main(String[] args) {
LinkedList
// 添加元素
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
System.out.println("初始列表: " + list); // 输出: [Java, Python, C++]
// 在头部插入元素
list.addFirst("Go");
System.out.println("头部插入后: " + list); // 输出: [Go, Java, Python, C++]
// 在尾部插入元素
list.addLast("Ruby");
System.out.println("尾部插入后: " + list); // 输出: [Go, Java, Python, C++, Ruby]
// 删除元素
list.remove("Python");
System.out.println("删除后列表: " + list); // 输出: [Go, Java, C++, Ruby]
}
}
🌟 3. ArrayList 和 LinkedList 的性能对比
操作类型 ArrayList LinkedList
查询操作 快速（O(1)） 较慢（O(n)）
插入/删除操作 慢（O(n)，需要移动元素） 快（O(1)，只调整指针）
内存占用 内存占用低，数据连续存储 内存占用高，需额外存储前后指针
扩展性 需要扩容，扩容会影响性能 无需扩容，动态分配节点
🔍 知识拓展
1️⃣ 线程安全的 List 实现
在并发环境下，ArrayList 和 LinkedList 是非线程安全的。如果需要线程安全的 List，可以使用以下方案：
🌿 CopyOnWriteArrayList
特点：
每次写操作都会复制一份数组副本，保证线程安全。
适合 读多写少 的场景，比如缓存、配置读取。
🛠️ 示例代码
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
public class CopyOnWriteArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
CopyOnWriteArrayList
list.add(“Java”);
list.add(“Python”);
for (String lang : list) {
list.add("C++"); // 不会抛出 ConcurrentModificationException
System.out.println(lang);
}
System.out.println("最终列表: " + list); // 输出: [Java, Python, C++]
}
}
2️⃣ 优化建议
场景选择建议：
查询频繁、数据量大时：选择 ArrayList。
插入或删除操作频繁时：选择 LinkedList。
并发场景：选择 线程安全的集合类，如 CopyOnWriteArrayList。
减少扩容次数：
使用 ArrayList 时，可以通过构造函数设置初始容量，减少扩容开销。
ArrayList
避免使用非线程安全集合类：
在多线程场景中，非线程安全集合会导致数据不一致问题，需使用同步包装：
List
🎉 总结
ArrayList 和 LinkedList 各有优缺点：
ArrayList 更适合 查询频繁、数据量大的场景。
LinkedList 更适合 插入和删除操作频繁 的场景。
深入理解两者的底层实现和性能特性，可以帮助我们在开发中合理选择，避免性能瓶颈。
希望这篇文章可以让你轻松掌握它们的区别，开发中更得心应手！🚀